《清洁能源概论》氢能 ppt课件
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新能源之氢能ppt课件
• 美国能源部(DOE)启动了一系列氢能研 究项目。2001年以来，美国政府将发展 氢能作为其能源政策的一个重要方面， 先后制定了多项氢能研究计划，以实现 向氢经济的过渡。
• 2004年2月，美国能源部出台了《氢态 势计划：综合研究、开发和示范计划》。
• 氢经济必须经历4个相互重叠、关联的阶 段： – 技术研发与示范(2000—2015年) – 前期市场渗透(2010—2025年) – 基础设施建设与投资(2015—2035年) – 氢经济实现(2025—2040年)
• 氢燃料电池工作原理：
• 氢燃料电池的应用：
•
把化学能直接转化为电能供机械应用
采 用 氢 燃 料 电 池 的 实 验 车
• 在旧金山召开的英特尔开发商论坛上， 千年电池公司向人们展示了一台运行原 型氢燃料电池的电脑。目前绝大多数笔 记本电脑在电池充满情况下可工作三到 四小时。
• 迄今，千年电池的 工作时间仅有三小 时，但是公司的开 发目标是将电池性 能提高到八小时。
• 但随后二十年间中东形势趋缓、原油价格 下跌，石油依旧成为交通运输业的首要选
择，因此对于氢经济发展的相关研究渐少。 直到1990年代末期气候变化（全球变暖 等）问题引起重视以后，氢能与氢经济又 再度成为世界各国研究的热点。
（1）美国氢经济发展战略：
• 美国在1990年就通过了氢能研究与发展、 示范法案。
因此利用常规能源生产的电能来大规模 的电解水制氢显然是不合算的。
• 热化学制氢
• 这种方法是通过外加高温热使水起化学 分解反应来获取氢气。
• 到目前为止虽有多种热化学制氢方法， 但总效率都不高，仅为20％～50％，而 且还有许多工艺问题需要解决。依靠这 种方法来大规模制氢还有待进一步研究。
• 2004年2月，美国能源部出台了《氢态 势计划：综合研究、开发和示范计划》。
• 氢经济必须经历4个相互重叠、关联的阶 段： – 技术研发与示范(2000—2015年) – 前期市场渗透(2010—2025年) – 基础设施建设与投资(2015—2035年) – 氢经济实现(2025—2040年)
• 氢燃料电池工作原理：
• 氢燃料电池的应用：
•
把化学能直接转化为电能供机械应用
采 用 氢 燃 料 电 池 的 实 验 车
• 在旧金山召开的英特尔开发商论坛上， 千年电池公司向人们展示了一台运行原 型氢燃料电池的电脑。目前绝大多数笔 记本电脑在电池充满情况下可工作三到 四小时。
• 迄今，千年电池的 工作时间仅有三小 时，但是公司的开 发目标是将电池性 能提高到八小时。
• 但随后二十年间中东形势趋缓、原油价格 下跌，石油依旧成为交通运输业的首要选
择，因此对于氢经济发展的相关研究渐少。 直到1990年代末期气候变化（全球变暖 等）问题引起重视以后，氢能与氢经济又 再度成为世界各国研究的热点。
（1）美国氢经济发展战略：
• 美国在1990年就通过了氢能研究与发展、 示范法案。
因此利用常规能源生产的电能来大规模 的电解水制氢显然是不合算的。
• 热化学制氢
• 这种方法是通过外加高温热使水起化学 分解反应来获取氢气。
• 到目前为止虽有多种热化学制氢方法， 但总效率都不高，仅为20％～50％，而 且还有许多工艺问题需要解决。依靠这 种方法来大规模制氢还有待进一步研究。
清洁能源-精品课件
2、随着社会经济的发展，对能源的需求 也日益增长。预计，2010年全球能源 需求量达到105.99亿吨油当量，2020 年达到128.89亿吨当量，2025年则达 到136.50亿吨当量，平均年增率为2%；
3、目前世界的化石能源岌岌可危： 截止到2003年底，全球剩余的石 油已探明的可开采量为1565.8亿 吨，如果，以后没有发现新的蕴 藏量可观的油田的话，估计到20 40年，最多到2050年就要用完； 而天然气估计可以用到2050年， 加上可能再发现的天然气田,最
•
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
a)核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大 气中,因此核能 发电不会造成空气污染,不会产生加重地球 温室效应的二氧化碳；
b)核能发电所使用的是铀燃料，而全球铀的蕴藏量相当丰富；
c)核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂 所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万 瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可 以完成运送；
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。下 午11时9分58秒 下午11时9分23:09:5821.7.10
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
3、目前世界的化石能源岌岌可危： 截止到2003年底，全球剩余的石 油已探明的可开采量为1565.8亿 吨，如果，以后没有发现新的蕴 藏量可观的油田的话，估计到20 40年，最多到2050年就要用完； 而天然气估计可以用到2050年， 加上可能再发现的天然气田,最
•
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
a)核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大 气中,因此核能 发电不会造成空气污染,不会产生加重地球 温室效应的二氧化碳；
b)核能发电所使用的是铀燃料，而全球铀的蕴藏量相当丰富；
c)核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂 所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万 瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可 以完成运送；
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。下 午11时9分58秒 下午11时9分23:09:5821.7.10
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
氢能源知识学习培训国家新能源技术发展前景分析论文报告PPT模板课件
除此之外，国家还应加快对燃料电池 关键原材料、零部件国产化、批量化 生产的支持
氢能源发展前景
A
F
B
E
C
D
不断整合燃料电池各方面优势，带动燃料电 池产业链的延伸。同时政府还应给予相关的 示范应用配套设施
并且支持对燃料电池相关产业链予以培育等, 以加快燃料电池车示范运营相关的法规
标准的制定和加氢站等配套设施的建设，推 动燃料电池汽车的载客示范运营。有政府的 大力支持，氢能汽车一定能成为朝阳产业
氢能源的优缺点分析
氢能源的优点
氢能源的优缺点分析
氢能源的优点
氢能源的优缺点分析
氢能源的缺点
氢能源的应用
APPLICATION OF HYDROGEN ENERG应用
感谢大家的观看
HYDROGEN ENERGY KNOWLEDGE TRAINING
氢能源的应用
A P P L I C AT I O N O F H Y D R O G E N E N E R G Y
氢能源的应用
燃料电池是将氢气的化学能直接转化为电能的装置，具 有转换效率高、零排放等特点，是最佳的氢能利用技术 氢燃料电池汽车可实现真正的零排放、零污染，是传统 燃油汽车理想的替代品，也是氢能清洁利用的主要方式 分布式发电一般是指靠近最终用户或者就在最终用户处 的集成或者单机的小型发电装置。 氢燃料电池，以其具有的能源效率高、环境友好、占地 面积小、质量轻、运行稳定可靠、寿命长等特点
氢能源知识
氢能源技术知识讲座
汇
报
人
：
1 什么是氢能源 2 氢能源的应用 3 氢能源的优缺点 4 氢能源发展前景
目录
CONTENT
什么是氢能源
W H AT I S H Y D R O G E N E N E R G Y
氢能源发展前景
A
F
B
E
C
D
不断整合燃料电池各方面优势，带动燃料电 池产业链的延伸。同时政府还应给予相关的 示范应用配套设施
并且支持对燃料电池相关产业链予以培育等, 以加快燃料电池车示范运营相关的法规
标准的制定和加氢站等配套设施的建设，推 动燃料电池汽车的载客示范运营。有政府的 大力支持，氢能汽车一定能成为朝阳产业
氢能源的优缺点分析
氢能源的优点
氢能源的优缺点分析
氢能源的优点
氢能源的优缺点分析
氢能源的缺点
氢能源的应用
APPLICATION OF HYDROGEN ENERG应用
感谢大家的观看
HYDROGEN ENERGY KNOWLEDGE TRAINING
氢能源的应用
A P P L I C AT I O N O F H Y D R O G E N E N E R G Y
氢能源的应用
燃料电池是将氢气的化学能直接转化为电能的装置，具 有转换效率高、零排放等特点，是最佳的氢能利用技术 氢燃料电池汽车可实现真正的零排放、零污染，是传统 燃油汽车理想的替代品，也是氢能清洁利用的主要方式 分布式发电一般是指靠近最终用户或者就在最终用户处 的集成或者单机的小型发电装置。 氢燃料电池，以其具有的能源效率高、环境友好、占地 面积小、质量轻、运行稳定可靠、寿命长等特点
氢能源知识
氢能源技术知识讲座
汇
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人
：
1 什么是氢能源 2 氢能源的应用 3 氢能源的优缺点 4 氢能源发展前景
目录
CONTENT
什么是氢能源
W H AT I S H Y D R O G E N E N E R G Y
《新能源概论》第九章 氢能
氧(38%～63%)
一氧化碳和氢气
氧(64%～)
二氧化碳和水蒸气
主要反应为： CH4+0.5O2 →CO+2H2 ＋35.5kJ
新能源概论
§9-2-1 氢的制备
天然气催化热裂解制氢:首先将天然气和空气按理论完全燃烧比 例混合，同时进入炉内燃烧，使温度逐渐上升到1300℃时停止 供给空气，只供给天然气
§9-1-3 氢能的特点
优点 缺点
资源丰 富
成本高
热值高
生产
新能源概论
环保
存储
§9-2 氢的制备方法和储运
从目前来看，可再生能源或可再生资源制氢所占份额仍然 很小，化石燃料制氢在将来很长一段时间内将占主导地 位。
新能源概论
§9-2-1 氢的制备
煤制氢
化石燃料制氢
气体原料制氢
电解水制氢
生物及生物质 制氢
物理性质 无色、无味、无嗅和无毒的可燃性气体
最轻的气体，粘度最小，热导率最高，化学 活性、渗透性和扩散性强
降低了钢的力学性能，甚 至引起材质的损坏
在氢气的生产、储送和使 用过程中都易造成泄漏
新能源概论
§9-1-2 氢的性质
化学性质
由于H-H键键能大，在常温下，氢气比较稳 定。在较高的温度下，特别是存在催化剂 时，氢气很活泼
其反应式为:
CH4→C+2H2
炭黑得不到充分利用 催化剂易失去活性
新能源概论
§9-2-1 氢的制备
液体化石燃料制氢
甲醇裂解—变压吸附制氢
CH3OH +H2O →CO2+3H2 CH3OH→CO+2H2 CO+H2O→CO2+H2
工艺简单、 技术成熟、 制氢成本低
清洁能源概论 氢能
氢能的安全使用
泄漏预防
加强设备密封，防止氢气泄漏 引发事故。
通风措施
保证工作场所通风良好，避免 氢气积聚。
安全操作培训
对工作人员进行安全操作培训 ，确保正确使用设备和应急处 理能力。
应急处理
制定应急预案，如发生泄漏或 火灾等事故时，及时采取相应
措施。
03
氢能燃料电池技术
燃料电池的工作原理
燃料电池通过电化学反应将化 学能转化为电能
在反应中，燃料（如氢气）与 氧化剂（如氧气）在催化剂的 作用下发生反应，产生电流
反应过程中，燃料电池的电极 之间存在电位差，从而产生电 能
燃料电池的类型与特点
质子交换膜燃料电池（ PEMFC）
使用质子交换膜作为电解质， 具有高能量密度和快速启动的 特点，适用于移动电源和电动 车等领域
碱性燃料电池（AFC）
案例二：氢能燃料电池在电力领域的应用
• 总结词：氢能燃料电池在电力领域具有广泛的应用前景，包括电力存储 、分布式发电等。
• 详细描述：氢能燃料电池是一种将氢气和氧气通过化学反应转化为电能 和水的发电装置。与传统的发电方式相比，氢能燃料电池具有高效、环 保、灵活等优势。在电力领域，氢能燃料电池可以用于电力存储和分布 式发电等。通过将氢能燃料电池与太阳能、风能等可再生能源相结合， 可以解决可再生能源发电的波动性问题，提高电力系统的稳定性和可靠 性。此外，氢能燃料电池还可以用于应急电源和移动电源等领域，为电 力系统的安全和稳定提供保障。因此，氢能燃料电池在电力领域具有广 泛的应用前景。
燃料电池的应用领域
移动电源
燃料电池可以作为电动车 、船舶和航空器的能源， 具有高能量密度和快速充 电的优点
固定电源
燃料电池可以作为分布式 能源、备用电源和家庭能 源系统等领域的能源，具 有高效能和环保的优点
电子教案与课件：《清洁能源概论》 第5章 氢能
目前氢燃料电池及氢燃料电池汽车的研发与商业化应用在日本、美国、 欧洲迅速发展，在制氢、储氢、加氢等环节持续创新。
5.1 概述
5.1.3 氢能的发展概况
1）美国
美国自1973 年开始一直非常重视氢能源的开发和研究，并提出了 “氢经济”的概念。2002年，美国推出了“美国氢能路线图”。在2003 年，美国政府投资17亿美元，提出了氢能工业化生产技术、氢能存储技 术、氢能应用等重点开发项目，正式开始了氢燃料大开发计划。在2004 年2月，美国能源部公布了“氢能技术研究、开发与示范行动计划”。 该项计划详细地阐述了美国发展氢经济的步伐以及向氢经济过渡的进程 表，该计划的出台是美国推动氢经济发展的又一重大战略措施，预示着 美国发展氢经济已从前期的政策评估、制定阶段，进入到了系统化实施 阶段。
为了调节峰荷，电网中常需要启动快和比较灵活的发电站，氢能发电最适合 扮演这个角色。利用氢气和氧气燃烧，组成氢氧发电机组。这种机组是火箭型内 燃发动机配发电机，他不需要复杂的蒸汽锅炉系统，因此结构简单，维修方便， 启动迅速，要开即开，要停即停。在电网低负荷时，还可以吸收多余的电来进行 电解水，生产氢和氧，以备高峰是发电用。这种调节作用对于电网运行是极其有 利的。
5.1 概述
5.1.1 氢能的概念与特点
氢能：化学元素氢(H--Hydrogen)，在元素周期表中位列第一位， 是所有原子中最小的。众所周知，氢分子与氧分子化合成水， 氢通常的单质形态是氢气(H2)，它是无色无味无臭，极易燃烧的 双原子的气体，氢气是密度最小的气体。在标准状况（0摄氏度 和一个大气压）下，每升氢气只有0.0899g重（仅相当于同体积 空气质量的二十九分之二）。氢是宇宙中最常见的元素，氢及 其同位素占到了太阳总质量的84%，宇宙质量的75%都是氢。
5.1 概述
5.1.3 氢能的发展概况
1）美国
美国自1973 年开始一直非常重视氢能源的开发和研究，并提出了 “氢经济”的概念。2002年，美国推出了“美国氢能路线图”。在2003 年，美国政府投资17亿美元，提出了氢能工业化生产技术、氢能存储技 术、氢能应用等重点开发项目，正式开始了氢燃料大开发计划。在2004 年2月，美国能源部公布了“氢能技术研究、开发与示范行动计划”。 该项计划详细地阐述了美国发展氢经济的步伐以及向氢经济过渡的进程 表，该计划的出台是美国推动氢经济发展的又一重大战略措施，预示着 美国发展氢经济已从前期的政策评估、制定阶段，进入到了系统化实施 阶段。
为了调节峰荷，电网中常需要启动快和比较灵活的发电站，氢能发电最适合 扮演这个角色。利用氢气和氧气燃烧，组成氢氧发电机组。这种机组是火箭型内 燃发动机配发电机，他不需要复杂的蒸汽锅炉系统，因此结构简单，维修方便， 启动迅速，要开即开，要停即停。在电网低负荷时，还可以吸收多余的电来进行 电解水，生产氢和氧，以备高峰是发电用。这种调节作用对于电网运行是极其有 利的。
5.1 概述
5.1.1 氢能的概念与特点
氢能：化学元素氢(H--Hydrogen)，在元素周期表中位列第一位， 是所有原子中最小的。众所周知，氢分子与氧分子化合成水， 氢通常的单质形态是氢气(H2)，它是无色无味无臭，极易燃烧的 双原子的气体，氢气是密度最小的气体。在标准状况（0摄氏度 和一个大气压）下，每升氢气只有0.0899g重（仅相当于同体积 空气质量的二十九分之二）。氢是宇宙中最常见的元素，氢及 其同位素占到了太阳总质量的84%，宇宙质量的75%都是氢。
氢能——理想的“绿色能源”.ppt
2020/8/25
12
用于燃料电池，化学能转化为电能
H2O
电解，电能转化为化学能
燃烧，释放热能
H2、O2
使用催化剂，利用太阳能分解水
2020/8/25
13
氢能的开发与利用
• 【思考】氢能是一种理想的，极有 前途的二级能源，它被人们视为理 想的“绿色能源”，大家知道几种 产生氢能的方式？这些方式有哪些 优点和缺点呢？
释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，
称为储氢合金。其储氢能力很强。单位体
积储氢的密度，是相同温度、压力条件下
气态氢的1000倍。储氢合金都是固体，需
要用氢时通过加热或减压使储存于其中的
氢释放出来，因此是一种极其简便易行的
理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合
金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、
铁2系020/8储/25 氢合金及稀土系储氢合金。
理环境污染相结合等优点，该技术六十年代中期就已
提出，九十年代受到重视，德、日、美等一些发达国
家制定了生物制氢的发展计划，我国近年也已开发出
以厌氧活性污泥对有机废水发酵制取氢气的技术，生
产成本低于电解水制氢，并能以中试规模制氢，产氢
率达5.7m3/m3反应器/d，被列入我国2000年十大科技
进展。
2020/8/25
2020/8/25
16
2、氢气的储存
1、常压储氢
2、高压储氢 3、液氢储氢
密度高、但能耗大、 且有自然挥发
4、金属氢化物
5、吸附储氢
2020/8/25
17
一定的温度和压力条件下，一些金属能够
大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，
同时放出热量。其后，将这些金属氢化物
《新能源概论》第九章 氢能
新能源概论
液体化石燃料制氢
生物质热化学转化 技术
微生物转化技术
新能源概论
§9-2-1 氢的制备
煤制氢：以煤气化制氢为主
C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g)
新能源概论
煤气化制氢技术工艺流程
§9-2-1 氢的制备
气体原料制氢：主要是指天然气制氢。
主要方法：
可再生能源制氢技术将在未来被广泛应用
燃料电池汽车商业化最需要解决的问题是可靠性、寿 命及费用
新能源概论
思考题
1. 简述氢气的化学性质。 2. 简述常见的工业制氢方法和特点。 3. 氢气是如何储存的？简述常见的氢气储存方式及特点。 4. 我国是产煤大国，简述煤炭气化制氢的原理。 5. 举例说明氢能在现代工业中的应用。 6. 氢能燃料电池是如何分类的？简述各类燃料电池的工作原理、特 点。 7. 氢能利用技术现状和发展趋势如何？
(1)氢气与金属的反应 氢原子核外只有一个电子，呈-1价，它与活泼金属作用而生成氢化 物
H2+2Na→2NaH H2+Ca→CaH2
新能源概论
§9-1-2 氢的性质
在高温下，氢可将许多金属氧化物置换出来
H2+CuO→Cu+H2O 4H2+Fe3O4→3Fe+4H2O
(2)氢气与非金属的反应 氢气可与很多非金属反应，呈+1价
§9-2-3 氢储存和运输
管道运输 液氢运输 长管拖车
新能源概论
§9-3-1 燃料电池技术
特点：能量转换效率可高达60%～80%，实际使用效率 是内燃机的2～3倍。
电站燃料 污染物
液体化石燃料制氢
生物质热化学转化 技术
微生物转化技术
新能源概论
§9-2-1 氢的制备
煤制氢：以煤气化制氢为主
C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g)
新能源概论
煤气化制氢技术工艺流程
§9-2-1 氢的制备
气体原料制氢：主要是指天然气制氢。
主要方法：
可再生能源制氢技术将在未来被广泛应用
燃料电池汽车商业化最需要解决的问题是可靠性、寿 命及费用
新能源概论
思考题
1. 简述氢气的化学性质。 2. 简述常见的工业制氢方法和特点。 3. 氢气是如何储存的？简述常见的氢气储存方式及特点。 4. 我国是产煤大国，简述煤炭气化制氢的原理。 5. 举例说明氢能在现代工业中的应用。 6. 氢能燃料电池是如何分类的？简述各类燃料电池的工作原理、特 点。 7. 氢能利用技术现状和发展趋势如何？
(1)氢气与金属的反应 氢原子核外只有一个电子，呈-1价，它与活泼金属作用而生成氢化 物
H2+2Na→2NaH H2+Ca→CaH2
新能源概论
§9-1-2 氢的性质
在高温下，氢可将许多金属氧化物置换出来
H2+CuO→Cu+H2O 4H2+Fe3O4→3Fe+4H2O
(2)氢气与非金属的反应 氢气可与很多非金属反应，呈+1价
§9-2-3 氢储存和运输
管道运输 液氢运输 长管拖车
新能源概论
§9-3-1 燃料电池技术
特点：能量转换效率可高达60%～80%，实际使用效率 是内燃机的2～3倍。
电站燃料 污染物
氢能源知识PPT
氢能源的应用
AP P L I CATIONOFHYDROGENENERGY
氢能源的应用
燃料电池是将氢气的化学能直接转化为电能的装置，具 有转换效率高、零排放等特点，是最佳的氢能利用技术 氢燃料电池汽车可实现真正的零排放、零污染，是传统 燃油汽车理想的替代品，也是氢能清洁利用的主要方式 分布式发电一般是指靠近最终用户或者就在最终用户处 的集成或者单机的小型发电装置。 氢燃料电池，以其具有的能源效率高、环境友好、占地 面积小、质量轻、运行稳定可靠、寿命长等特点
人类生存又时刻离不开能源，所 以必须寻找新的能源。随着化石 燃料耗量的日益增加，其储量日 益减少
什么是氢能源
终有一天这些资源、能源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富 的新的含能体能源
氢正是这样一种在常规能源危机的出 现和开发新的二次能源的同时，人们 期待的新的二次能源。氢位于元素周 期表之首，原子序数为1，常温常压 下为气态，超低温高压下为液态
这时有人笑出声来。 因为只有饭是热的，在三菜一汤的旁边放有切细的萝卜两片和菊花，还 有两片用劎鱼做的生鱼片。 这些年轻的侍卫食量大得惊人，而这些菜他们一口就可以解决掉。山科 卿看见那两块生鱼片，却眯起了眼睛。 “哦！这真是很珍贵的鱼，好吃吧?” 清洲陷落
氢能源发展前景
70% 65% 75% 100%
氢能源的应用
煤制清洁能源
煤制天然气、煤制油是煤炭清洁利用的重要途径。 其中，煤制气的加氢气化过程以及煤制油直接液化 过程中需要通入大量的氢气。
氢在化石能源清洁利用中的应用
氢气是化石能源清洁利用的重要原料。油品质量升级和煤制 清洁能源是化石能源清 洁利用的主要途径，而加氢则是这些过程中的重要环节。
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氢能——理想的“绿色能源”PPT演示课件
理环境污染相结合等优点，该技术六十年代中期就已
提出，九十年代受到重视，德、日、美等一些发达国
家制定了生物制氢的发展计划，我国近年也已开发出
以厌氧活性污泥对有机废水发酵制取氢气的技术，生
产成本低于电解水制氢，并能以中试规模制氢，产氢
率达5.7m3/m3反应器/d，被列入我国2000年十大科技
进展。
பைடு நூலகம்
2019/11/7
36
氢能——理想的 “绿色能源”
2019/11/7
高一（6）班李雪制作 2019/11/7
1
2019/11/7
2
三、氢能
氢能系统包括制氢、储氢、氢的应用三个方面，规模 制氢和储氢是氢能研究和开发的两个重要领域。
微生物制氢
是一种无污染的经济制氢方法。该方法具有原料易得
（如采用有机污染物为原料）、制氢成本低并可与治
3）、电解水制得
4）、生物质气化制得
25019）/11/7 、光解水制得
27
3、氢能的利用途径
1）、燃烧放热 2）、用于燃料电池，释放电能 3）、利用氢的热核反应释放的核能
2019/11/7
28
4、氢气的储存
1、常压储氢 2、高压储氢 3、液氢储氢 密度高、但能耗大、且有 4、金属氢化物 自然挥发 5、吸附储氢
1是自然界存在最普遍的元素2发热值高3氢燃烧性能好点燃快4氢本身无毒5氢能利用形式6理想的清洁能源之一氢气的贮存和运输问题碳纳米管储氢材料20202820202810202028112020281220202813用于燃料电池化学能转化为电能使用催化剂利用太阳能分解水电解电能转化为化学能燃烧释放热能2020281420202815以天然气石油和煤为原料在高温下与水蒸气反应电解水制氢气利用太阳能分解水制氢气利用蓝藻等低等植物和微生物在阳光作用下释放氢气缺点
绿色能源演示 ppt课件
绿色能源演示
指依附在海水中的可再生能源，
海洋通过各种物理过程接收、 储存和散发能量，这些能量以 潮汐、波浪、温度差、盐度梯 度、海流等形式存在于海洋之 中。一望无际的大海，不仅为 人类提供航运、水源和丰富的 矿藏，而且还蕴藏着巨大的能 量，它将太阳能以及派生的风 能等以热能、机械能等形式蓄 在海水里，不像在陆地和空中 那样容易散失。
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海水温差能是指涵养表层
海水和深层海水之间水温 差的热能，是海洋能的一 种重要形式。低纬度的海 面水温较高，与深层冷水 存在温度差，而储存着温 差热能。温差能的主要利 用方式为发电，温差能利 用的最大困难是温差太小， 能量密度低，其效率仅有 3%左右，而且换热面积大， 建设费用高，目前各国仍 在积极探索中。
量、调查与统计得出的平均风能密度的概况可以成为该范围内风 能利用的依据，通常以能密度线标示在地图上。 优点 洁净且可再生能源。 风能设施日趋进步，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。 风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。 缺点 风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类 在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性 风力发电需要大量土地兴建风力发电厂，才可以生产比较多的能 源。 进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音。
•潮 汐能 •波 浪能 • 海水温差能 •盐 差能 •海 流能 • 近海风能
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因月球引力的变化引起潮汐现 象，潮汐导致海水平面周期性地 升降，因海水涨落及潮水流动所 产生的能量称为潮汐能。
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波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势 能，是一种在风的作用下产生的，并以位能 和动能的形式由短周期波储存的机械能。波 浪发电是波浪能利用的主要方式，此外，波 浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及 制氢等
清洁能源概论 课件 第1、2章 绪论、 太阳能
（1）水力发电
水力发电是技术成熟、运行灵活的清洁低碳可再生能源，具有防洪、供水、航运、灌溉等综 合利用功能，经济、社会、生态效益显著。
目前，全球常规水力发电装机容量约1000 GW，年发电量约4万亿kW•h，开发程度为26% （按发电量计算），欧洲、北美洲水力发电开发程度分别达54和39%，南美洲、亚洲和非洲水力 发电开发程度分别为26、20和9%。发达国家水能资源开发程度总体较高，如瑞士达到92%、法 国88%、意大利86%、德国74%、日本73%、美国67%。发展中国家水力发电开发程度普遍较低， 我国水力发电开发程度为37%，与发达国家相比仍有较大差距，还有较广阔的发展前景。今后全 球水力发电开发将集中于亚洲、非洲、南美洲等资源开发程度不高、能源需求增长快的发展中国 家，预测2050年全球水力发电装机容量将达2050 GW。
清洁能源概论
第一章 绪论
目录
1.1 概述 1.2 清洁能源发展概况 1.3清洁能源发展过程中存在的主要问题 复习思考题
1.1 概述
1.1.1 清洁能源的概念
一、清洁能源的概念
清洁能源：是指能源高效、清洁、系统化利用的技术体系。 广义概念：清洁能源是指基本的开发和利用的整个过程中一般 不会或很少污染环境和生态，或产生的污染程度小于被利用的 能源，如地热能、天然气、生物质能等。清洁能源实质上是能 源利用的技术体系，而不是能源的分类。 狭义概念：清洁能源是指在开采、运输、使用和排放过程中不 会对环境和生态造成任何污染的能源，如太阳能、风能、水能、 地热能、生物质能以及海洋波浪、海流、海水温差、潮汐等能 源。
特点：环境友好、成本低廉、碳中性等
近年来，全球生物质能的开发利用技术取得了飞速发展，应用成本快速下降， 以生物质产业为支撑的“生物质经济”被国际学界认为是正在到来的“接棒” 石化基“烃经济”的下一个经济形态。
水力发电是技术成熟、运行灵活的清洁低碳可再生能源，具有防洪、供水、航运、灌溉等综 合利用功能，经济、社会、生态效益显著。
目前，全球常规水力发电装机容量约1000 GW，年发电量约4万亿kW•h，开发程度为26% （按发电量计算），欧洲、北美洲水力发电开发程度分别达54和39%，南美洲、亚洲和非洲水力 发电开发程度分别为26、20和9%。发达国家水能资源开发程度总体较高，如瑞士达到92%、法 国88%、意大利86%、德国74%、日本73%、美国67%。发展中国家水力发电开发程度普遍较低， 我国水力发电开发程度为37%，与发达国家相比仍有较大差距，还有较广阔的发展前景。今后全 球水力发电开发将集中于亚洲、非洲、南美洲等资源开发程度不高、能源需求增长快的发展中国 家，预测2050年全球水力发电装机容量将达2050 GW。
清洁能源概论
第一章 绪论
目录
1.1 概述 1.2 清洁能源发展概况 1.3清洁能源发展过程中存在的主要问题 复习思考题
1.1 概述
1.1.1 清洁能源的概念
一、清洁能源的概念
清洁能源：是指能源高效、清洁、系统化利用的技术体系。 广义概念：清洁能源是指基本的开发和利用的整个过程中一般 不会或很少污染环境和生态，或产生的污染程度小于被利用的 能源，如地热能、天然气、生物质能等。清洁能源实质上是能 源利用的技术体系，而不是能源的分类。 狭义概念：清洁能源是指在开采、运输、使用和排放过程中不 会对环境和生态造成任何污染的能源，如太阳能、风能、水能、 地热能、生物质能以及海洋波浪、海流、海水温差、潮汐等能 源。
特点：环境友好、成本低廉、碳中性等
近年来，全球生物质能的开发利用技术取得了飞速发展，应用成本快速下降， 以生物质产业为支撑的“生物质经济”被国际学界认为是正在到来的“接棒” 石化基“烃经济”的下一个经济形态。
氢能源的介绍课件PPT
氢能的应用
利用举例：
燃料电池、利用氢能上天、氢能汽车、氢能燃料发电、 生活用氢等
氢能的开发与利用
北京奥运会期间的氢能源公交车
• .氢能的利用途径
①氢气燃烧放热（如液态氢 作为火箭燃料） ②用高压氢气，氧气制作氢氧燃料 电池 ③利用氢的热核反应释放的 核能（氢弹）
碳纳米管储氢材料
应用
质子 交换 膜型 燃料 电池
资源丰富。氢的制取原料可以是水，地球上储存的水资源较为丰 富，并且在较长的时间内不受限制。
污染较小。氢燃烧后的产物是水，对环境的污染较小，而且不会破 坏水的自然循环。最直接的好处就是如果有一天地球上全部使用氢 能源，则诸如温室效应、酸雨、厄尔尼诺现象都会消失。 氢燃烧速度快，热值大〔⊿H（298.15K）=-286kJ／mol〕。根 据这一点，氢可以作为很好的动力能源。实验证明，氢的燃烧效 率比汽油高45%以上。 氢能能够存储，而电是很难存储的。 氢能应用范围广，适应性强，例如通过氢还原的方式可以直接炼钢 和制取甲烷。
西安科技大学
《清洁生产与循环经济》
班级 环境工程0901 姓名 尹训飞 学号 0909050115
氢能的开发与利用
1.安全环保 2.高温高能 3.热能集中 4.自动再生 5.催化特性 6.还原特性 7.变温特性 8.来源广泛 9.即产即用 10.应用范围广
十全十美
氢能的优势:
① ② ③ ④ ⑤
光解水制氢系统
水解制氢设备
矿物燃料制氢
• 以煤、石油及天然气为原料制取氢气是当 今制取氢气是主要的方法。该方法在我国 都具有成熟的工艺，并建有工业生产装置。 煤为原料制取氢气在我国能源结构中，在 今后相当长一段时间内，煤炭还将是主要 能源。如何提高煤的利用效率及减少对环 境的污染是需不断研究的课题，将煤炭转 化为氢是其途径之一。
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现状与展望
真正的“氢经济”距离人们的日常生活还比较遥 远
主要原因是氢能的大规模利用离不开大量廉价氢 的获得和安全、高效的氢气储存与输送技术，以 及应用技术的开发。而现阶段的科技水平与这些 条件相比尚存在一定差距，急需解决很多技术方 面的难题。
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现状与展望
譬如，就目前而言，只有通过矿物燃料(主要是天 然气)重整技术才能获得相对廉价的氢，并非长远 之计，因而，能否开发其他真正可持续发展的、 大规模的廉价制氢技术将成为“氢经济”能否最 终实现的关键所在；另外，氢气以何种方式储存 及输送最经济、最合理也是亟待解决的问题 。
德国还考虑利用加拿大廉价的水电就地电解水制氢， 液化后用船运输液氢到欧洲。
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氢能发展史－为科学家认可
近年来燃料电池技术—低温的质子交换膜燃料电池和高 温的固体氧化物燃料电池—发展迅速，被广泛认为将成 为未来人类社会中主要的动力来源，尤其是用于发电和 交通工具方面
而燃料电池最适宜的燃料就是氢。因此，科学家们预测， 氢能将与电能一起成为未来能源体系的两大支柱。
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21世纪将是“氢经济(Hydrogen economy)”时代
一次能源 制氢
二次能源 氢气
太阳能 风能
海洋能 地热能
燃料电池 电解水
发电
电力
最终用户 汽车、飞机、 船舶
工业、农业、 民生
图3-1 设想中的21世纪能源结构体系
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美国能源部 Hydrogen Posture Plan
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outline
1 氢的制取 2 氢的储存与输运 3 氢的应用 4 氢的安全性
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1 氢的制取
1.1 化石燃料制氢 1.2 电解水制氢
（其它发展中的技术：生物及生物质制氢， 太阳能光解水制氢，热化学分解水制氢）
1.3 氢气提纯
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1.1 化石燃料制氢
在“氢经济”的起始阶段，氢主要从矿物燃料中获得
由于目前冰岛所使用的能源主要来自地热和水力发电， 因此主要采用电解水技术(在加氢站就地)制氢，以燃 料电池目前全世界每年约生产5×1012 Nm3氢气，主要 用于化学工业，尤以合成氨和石油加工工业的 用量最大。90%以上的氢气是以石油、天然气 和煤为原料制取的，北美95％的氢气产量来自 天然气蒸汽重整。若设想将这些氢气全部作为 能源，仅相当于全球年能耗的1.5%。
第四阶段(Phase IV)为市场与基础建设均已完善的阶段，氢 能源和运输系统广泛应用于各个领域，完全实现“氢经济”。
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其它已开展的大规模氢能开发项目
冰岛于1999年在其首都雷克雅未克启动了“生态城市 交通系统”(Ecological City Transport System, ECTOS)计划，并为此专门成立了冰岛新能源公司 (Icelandic New Energy Ltd.)负责实施该计划其总体 目标是在2030年左右，冰岛全境实现以氢能替代传统 燃料。
氢能
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前言
二次能源
联系一次能源和用户的中间纽带，可分为 “含能 体能源” 和“过程性能源”，目前电能是当前应 用最广的“过程性能源”。
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2
中国能源一次能源需求
中国2005年的一次能源需求总量
（其它指交通运输、农业、PPT服课务件 业及未指明的行业）
3
前言
氢能，新的含能体能源
由于目前“过程性能源”尚不能大量地直接储存，因此汽 车等交通工具只能采用汽油、柴油这一类“含能体能源”。
随着常规能源危机的出现，在开发新的一次能源(如可燃 冰)的同时，人们将目光也投向寻求新的“含能体能源”， 氢能正是一种值得期待的新型二次能源。
已有资料表明，如车用燃料使用20% H2 + 80% CH4，尾 气中COx(CO与CO2)可降低20%、NOx可降低40%。
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为什么氢是永恒的能源？
氢的资源丰富 存在形式
氢的来源丰富 制取方法
氢是最环保的能源
利用低温燃料电池，由电化学反应将氢转化为电能和水， 不排放CO2和NOx；使用氢燃料内燃机，也可显著减少污 染。
氢气具有可储存性 与电、热最大的不同
氢的可再生性 循环－永无止境
氢是“和平”能源 －中东战争
第一阶段(Phase I)为相关技术的研发阶段，并在此基础上 做出是否商业化的决策，此阶段中政府将起到主导作用;
在第二阶段(Phase II)，氢能初步进入市场，便携式电源和 固定/运输系统开始实现商业化，并在国家政策的引导下开 始与氢能相关的基础建设投资；
进入第三阶段(Phase III)后，氢能源和运输系统实用化， 市场和基建投资规模不断扩大；
氢是安全能源 氢的扩散能力很大，不具毒性及放射性
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为什么氢是永恒的能源？
氢的燃烧热值高 高于所有化石燃料和生物质燃料
名称
表3-1 几种物质的燃烧值
氢气 甲烷 汽油 乙醇 甲醇
燃烧值 / kJ ·kg-1 121, 061 50, 054 44, 467 27, 006 20, 254
1.1.1 天然气制氢 1.1.2 煤气化制氢
氢的燃烧稳定性好 燃烧充分
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氢－能量转化的载体
由于具有上述优点，而且目前电能存在 着难以储存、远程输运时损耗大的缺点，
故在未来能源体系中，氢能将成为各种 能量形式之间转化的最优良载体。
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氢能发展史－发展期
1970年，通用汽车公司的技术中心提出“氢经济”的概 念，主要的思路是利用大型核电站的电力电解水制氢。
1974年，受石油危机的影响和启迪，一些学者组建了国 际氢能协会(International Association for Hydrogen Energy, IAHE)。
IAHE随后创办了《国际氢能杂志》并举行了两年一次的 世界氢能大会。
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氢能发展史－步入工程探索阶段
二十世纪80年代，德国认真地提出HYSOLAR计划，它是 德国/沙特在阿拉伯半岛的项目，计划用沙漠地带的太 阳能制氢。改项目已经过实验示范了太阳发电和电解 的直接结合，示范功率达到350kW。